Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль гамма-аминомасляной кислоты в механизме отрицательной обратной связи гипоталамо-гипофизарно-семенниковой системы

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль гамма-аминомасляной кислоты в механизме отрицательной обратной связи гипоталамо-гипофизарно-семенниковой системы"

Ь Г . На правах рукописи

,„л " УДК: 577.175.624: 612.616.1: 612.822.2

ШОН

АМИКИШИЕВА Алина Владимировна

РОЛЬ ГАММА-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ В МЕХАНИЗМЕ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНО-СЕМЕННИКОВОЙ

СИСТЕМЫ

03.00.13. Физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск - 1998

Работа выполнена в лабораториях генетических основ нейроэндокршшой регуляции и эндокринологической генетики Института цитологии и генетики РАН.

Научные руководители: доктор медицинских наук.

профессор Науменко Е.В.

доктор биологических наук Серова Л.И.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских паук, профессор Попова Н.К.,

доктор биологических наук Обут Т.А.

Ведущее учреждение - Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН

Защита состоится " /¿.д- 199 ^ г. на заседатш

диссерташошюго Совета (Д 001.14.01) при Институте физиологии СО РАМН, 630117, г.Новосибирск, ул.Академика Тимакова, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии СО РАМН.

Автореферат разослан 199_г.

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат биологических наук

А.Г.Елисеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Механизм отрицательных обратных связей является универсальным механизмом поддержания гомеостаза живых систем [Вундер, Мурашев, 1994]. Посредством отрицательных обратных связей половые гормоны угнетают выделение гшгофизарпых гоиадотрошшов и, таким образом, регулируют собственную секрецию и содержание в периферической крови. Ранее подобные рещшрокные отношения между центральной нервной системой и половыми железами рассматривались как чисто гормональные, однако работами последних десятилетий доказано, что в действии половых гормонов на центральные механизмы регуляции эндокринной функции гоиад принимают участие нейромедиаторы головного мозга. В частности, исследованиями на модели односторонней кастрации выяснена ингибирующая роль серотонина в механизме отрицательной обратной связи, регулирующего уровень мужского полового гормона в крови [Наумепко и др., 1983; Naumenko, 1985]. В то же время значение другого тормозного медиатора нервной системы ГАМК в этом отношении остается неясным. Ряд косвенных свидетельств позволяет предполагать участие ГАМК в функционировании обратных связей половой системы [Grattan, Selmaaoff, 1994а; 1994b] и ее взаимодействие в контроле эндокринной функции семенников с серотонергической системой головного мозга [Masotto et al., 1989; Losada, Matilde, 1990]. Цель и задачи исследования. Целью работы было изучить роль гамма-аминомасляной кислоты в механизме отрицательной обратной связи шпоталамо-гипофизарно-семенпиковой системы и ее возможное опосредованное влияние через серотонергическую систему головного мозга в регуляции уровня тестостерона в крови данным механизмом.

В задачи работы входило:

1. Выяснить, оказывает ли изменение концентрации ГАМК в организме влияние па восстановление уровня тестостерона в периферической крови после односторонней кастрации.

2. Определить, с включением каких - периферических или центральных -ГАМКершческих механизмов связано действие этой аминокислоты.

3. Установить роль отдельных типов ГАМК-рецепторов в реализации эффекта ГАМК на компенсаторное повышение уровня тестостерона крови после гемикастрации.

4. Выявить возможные мехапизмы взаимодействия ГАМКергической и серотонергической систем головного мозга в регуляции уровня тестостерона в крови по тану отрицательной обратной связи.

Научная новизна. Впервые на модели односторонней кастрации с применением фармакологического анализа доказано, что основной тормозной медиатор нервной системы ГАМК влияет на механизм обратной отрицательной связи, регулирующий эндокринную функцию семенников, и реализует свой эффект через рецепторы. Обнаружено, что центральное н периферическое звенья ГАМКергаческой системы оказывают разнонаправленное влияние на компенсаторные механизмы, связанные с регуляцией в крови уровня мужского половою гормона: периферическая ГАМК, главным образом, тормозит компенсаторное повышение уровня тестостерона в крови, пониженного вследствие гемикастрации; тогда как центральная ГАМК, в основном, стимулирует механизм отрицательной обратной связи пшоталамо-гипофизарно-семенниковой системы.

Анализ однонаправленности эффекта увеличения концентрации ГАМК с эффектом активации ГАМК-А, но не ГАМК-Б рецепторов, позволил предполагать роль ГАМК-А типа рецепторов превалирующей по отношению к роли Б-тиаа в механизме обратной связи, регулирующего уровень тестостерона.

На основании полученных в работе результатов впервые делается заключение о том, что ГАМК опосредует свое действие в контроле содержания мужского полового гормона в крови по тину отрицательной обратной связи, преимущественно, через серотонергическую систему головного мозга. Кроме того, экспериментальные данные свидетельствуют о существовании н независимого от серотонергических механизмов пути влияния ГАМК на функционирование обратных связей половой системы. Научно-практическая ценность. Настоящее экспериментальное исследование представляет собой развитие теоретических представлений о нейрохимических механизмах, принимающих участие в регуляции гипоталамо-ганофизарно-семенниковой системы. Представленные в работе данные о влиянии ГАМК на функционирование эндокринного звена половой системы могут представлять интерес для экспериментальной медицины с целью последующего применения в практической авдролоши. Апробапия работы. Основные результаты работы обсуждались на IV Всероссийской конференции по нейроэндокринолопш (Санкт-Петербург, 1995), 2-м и 3-м Съездах физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1995, 1997), Научной конференции, носвященной 75-летию со дня рождения М.Г.Колпакова (Новосибирск, 1997), на 25-м Международном конгрессе цо пепхонейроэндокринодопш (Сиетл, США,

1994) и на отчетной сессии Ипститута цитологии и генетики СО РАН в [994 году.

По теме диссертации опубликовано 12 работ, 5 ш тх - в Рецензируемой печати.

Используемые сокращения. АОУК - амипооксяуксусная кислота; в/б -знутрибрюшшшое; в/ж - внутрижелудочковое; ГИУК - гадрохси-шдолуксусиая кислота; ГТФ - 5-гидрокситриптофаи; МБГ жднобазалыгай гипоталамус; ПХФА - парахлорфенилалашш, ЦНС • пентральная нервная система.

штсратуры (глава 1), описания объектов и методов исследования (глава 2), изложения результатов собственных исследований (глава 3), обсуждения результатов (глава 4), выводов и списка литературы.

Диссертация изложена на 140 страницах машинописного техста, содержит 8 рисунков и 11 таблиц. Список литературы включает 282 источника, в том числе 239 иностранных.

кастрации, которая является адекватным приемом для изучения механизма обратных связей, регулирующего содержание половых гормонов в крови. После удаления семенника и последующего за этим падения уровня тестостерона в крови ослабляются иигибирующие влияния мужского полового гормона на соответствующие механизмы головного мозга, активирующие шпоталамо-пшофизарно-семешпгковую систему. В результате происходит компенсаторпое повышение содержания тестостерона. Преимущество модели гемикастраиии состоит, во-первых, в том, что количество половых стероидов в крови спижается ненадолго, что часто наблюдается в естественных условиях. А, во-вторых, компенсация их дефицита в крови происходит не за счет вводимых извне стероидов, а за счет включения соответствующих эндогенных механизмов регуляции. Животные и хирургические операции. В экспериментах использовали половозрелых самцов крыс линии Вистар, выращенных в стандартных условиях вивария Института цитологии и генетики СО РАН при естественном освещении.

Диссертация состоит из введения, обзора

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ,. Исследования проводили на модели односторонней

Контрольным ложноонерированпым животным делали только надрез мошонки и оболочек яичек, на который затем накладывали шов.

Канюлировапие бокового желудочка головного мозга производили в стандартном стереотаксическом аппарате в соответствии с координатами стереотаксического атласа: 1,6 мм влево от точки АРо вводили направляющую канюлю на глубину 2,2 мм, не достигающую полости желудочка, и крепили на черепе норакрилом-65. Введение фармакологических препаратов через вживленные канюли осуществляли с помощью игл и микроинъектора.

Фармакологические препараты. Применяемые для анализа вещества вводили либо в боковой желудочек мозга, либо внутрибрюшинно в момент наибольшего снижения уровня тестостерона. ПХФА, учитывая отставленпость его эффекта во времени, вводили за 24 часа до операции. Контрольным животным вводили соответствующие растворители препаратов в том же объеме и прп том же pH.

В работе использовались: АОУК - ингибитор расщепляющего ГАМК фермента, который увеличивает общее содержание ГАМК в организме; ТСК - ингибитор фермента синтеза ГАМК, уменьшающий общее содержание ГАМК; мусцимол - агонист ГАМК-А рецепторов; бикукуллин -антагонист ГАМК-А рецепторов; баклофен - агонист ГАМК-Б рецепторов; саклофен - антагонист ГАМК-Б рецепторов; ГТФ - предшественник серотонина в биологическом синтезе, приводит к увеличению содержания этого биогенного амина; ПХФА - блокатор фермента синтеза серотонина, уменьшает его содержание в организме.

Взятие экспериментального материала и его обработка. По окончанию опыта крыс декапитировалн, кровь собирали в гепаршшзированные пробирки, центрифугировали, отделяли плазму и хранили ее при -20°С до анализа. Концентрацию тестостерона в плазме периферической крови определяли радиоиммунным методом [Резников, 1980; Чард, 1981].

МБГ и средний мозг выделяли на холоду и хранили при -70°С. Содержание серотонина и ГИУК во взятых, образцах мозга измеряли спектрофлюориметрическим методом [Curson, Green, 1970; Кудрявцева, Бакптгановская, 1989].

Статистическую обработку результатов проводили с помощью t-критерия Стьюдента. Расчеты производили на IBM/PC с использованием пакета статистических программ Excell.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В наших опытах, проводимых на протяжении нескольких лет, уровень тестостерона в крови у самцов крыс варьировал в среднем от 0,61 нг/мл зимой до 1,24 иг/мл летом. Скорость восстановления уровня тестостерона после гемикастрации также зависела от сезопа года. Зимой период компенсации продолжался 48 часов. Летом он сокращался, как правило, до 24-36 часов. Абсолютные значения концентрации тестостерона в крови интактных животных и временная дипамнка восстановлепия гормона после гемикастрации соответствуют результатам других исследователей [Frankel, Wright, 1982; Moger, Anakwe, 1986].

1. Влияние ГАМ К на механизм отрицательной обратной связи, регулирующий уровень тестостерона в крови

Увеличение в организме содержания ГАМК в результате в/б введения АОУК через 24 часа после гемикастрации тормозило в последующие сутки компенсаторное повышение уровня тестостерона в крови, вслед за его падением, вызванным удалением одного семенника (рис. 1).

**

Время после гемикастрации, часы Время после гемикастрации, часы

Рис. 1. Влияние в/б введения АОУК (20 мкг/кг) и ТСК (5 мг/кг) на восстановление уровня тестостеропа после гемикастраиии.

Здесь и далее в скобках указано число животных. # - р < 0,05 по сравнению с 0 ч; * - р < 0,05, ** - р < 0,001 по сравнению с контролем в то же время.

Наоборот, понижение в организме содержания ГАМК после введения ТСК сопровождалось достоверным усилением процесса компенсации: содержание тестостерона в крови таких животных через 48 часов после операции превышало более чем в 2 раза уровень гормона у контрольных гемнкастрированных крыс.

Таким образом, периферическое использование препаратов выявило ингибирующее влияние ГАМК на компенсаторные механизмы обратной отрицательной связи, регулирующие эндокринную функцию семенников.

Известно, что ГАМК в качестве метаболита цикла Кребса и одного из регуляторов окислительного фосфорелирования [Хухо, 1990; Code et al., 1992], могла повлиять на интенсивность стероидогенеза в оставшемся семеннике, изменяя количество энергонасыщенных субстратов клетки. Чтобы исключить этот возможный метаболический эффект ГАМК, исследовалось медиаторное действие аминокислоты через рецепторы.

Введение мусцимола, активирующего ГАМК-А рецепторы, полностью блокировало восстановление уровня тестостерона в крови (табл. 1). Эффект мусцимола на ГАМК-А рецепторы является специфичным, поскольку избирательный антагонист ГАМК-А рецепторов бикукуллшх действовал противоположным образом, стимулируя компенсаторное повышение уровня тестостерона после гемикастрадии. Направленность эффектов препаратов не зависела от сезона проведения эксперимента.

Таблица 1.

Влияние в/б введения мусцимола (7 мкг/кг) и бикукулиина (1,8 мг/кг) на восстановление уровня тестостерона в крови после гемикастрации.

Препарат Время после кастрации, ч Уровень тестостерона, нг/мл, (М ± т)

Контроль 0 0,63 ±0,11 (5)

Контроль 24 0,32 ± 0,06 (5)#

Контроль 48 0,62 ± 0,11 (7)

Мусцимол 48 0,22 ±0,06(8)**

Контроль 0 -

Контроль 24 0,29 ± 0,07 (5)

Контроль 48 0,48 ± 0,06 (12)

Бикукуллин 48 0,87 ± 0,16 (8)*

# - р < 0,05 по сравнению с 0 ч; * - р < 0,05, ** - р < 0,01 по сравнению с контролем в то же время.

В отличие от возбуждения ГАМК-А рецепторов, активация Б-типа реценторов баклофеном сопровождалась ускорением процесса гормональной компенсации (табл. 2). Соответственно, блокада ГАМК-Б рецепторов саклофеном ингибировала восстановление тестостерона.

Таблица 2.

Влияние в/б введения баклофеиа (5 мг/кг) и еаклофена (50 мкг/кг) на восстановление уровня тестостерона в крови после гемнкастрации.

Препарат Время после кастрации, ч Уровень тестостерона, иг/ми, (М ± га)

Контроль 0 1,25 ± 0,28 (7)

Контроль 24 0,34 ± 0,02 (7)#

Контроль 48 1ДЗ ± 0,29 (7)

Баклофен 48 2,49 ± 0,37 (6)*

Контроль 0 1,60 ± 0,21 (18)

Контроль 12 0,89 ±0,16 (5)#

Контроль 36 1,49 ± 0,16 (8)

Саклофен 36 0,98 ± 0,16 (8)*

# - р < 0,05 по сравнению с 0 ч; * - р < 0,05 по сравнению с контролем в то же время.

Таким образом, оба типа ГАМК-рецепторов включены в компенсаторное восстановление содержания тестостерона в крови после гемакастрацни. Причем, выяснепо, что через разные типы рецепторов ГАМК оказывает противоположно направленные влияния в регуляции уровня гормона.

Поскольку используемые препараты проходят гемато-энцефалический барьер, необходимо было дифференцировать центральные и периферические эффекты ГАМК на механизм отрицательной обратной связи гапоталамо-гипофизарпо-семенниковой системы.

2. Участие центральных ГАМКергических механизмов в функционировании обратных связей кодовой системы

Ипьекция в боковой желудочек головного мозга АОУК в момент минимального содержания тестостерона приводила в последующие часы к более значительному повышению в крови уровня мужского полового гормона (рис. 2). В то же время при в/ж введении ТСК имела место тенденция к задержке компенсаторпого восстановления уровня гормона.

Так как, в/ж введение АОУК и ТСК оказывает противоположный эффект по отношению к их в/б использованию, вероятно, основной мишенью действия этих препаратов при в/б введении являются периферические ГАМКерпгческие механизмы регуляции эндокршшой функции семенников. Это может быть торможение сигналов из ЦНС на уровне эффекторного звена симпатической нервной системы [Barber et al.,

7

Время после гемикастрации, часы Время после гемикастрации, часы

Рис. 2. Влияние в/ж введения АОУК (120 мкг) и ТСК (5 мкг) на восстановление уровня тестостерона в крови после гемикастрации.

# - р < 0,05 по сравнению с 0 ч; * - р < 0,05 по сравнению с контролем в то же врем.

1982; Mizunuma et al., 1983], или включение ГАМК в работу коротких петель обратной связи, существующих внутри семенника [Tinajero et al., 1992; Saez, 1994].

Стимуляция центральных ГАМК-А рецепторов мусцимолом сопровождалась значительно большей по сравнению с контролем активацией компенсаторных механизмов, связанных с регуляцией уровня мужского полового гормона в крови (табл. 3). Антагонист ГАМК-А рецепторов бикукуллин, наоборот, задерживал восстановление содержания тестострона в крови после гемикастрации.

Таблица 3.

Влияние в/ж введения мусцимола (0,8 мкг) и бикукуллина (1 мкг) на восстановление уровня тестостерона в крови после гемикастрации.

Препарат Время после кастрации, ч Уровень тестостерона, нг/мл, (М ± ш)

Контроль 0 1,04 ±0,28 (6)

Контроль 24 0,38 ± 0,08 (10)#

Контроль 48 0,82 ± 0,12 (9)

Мусцимол 48 1,42 ± 0,25 (7)*

Контроль 0 1,23 ± 0,23 (7)

Контроль 24 0,60 ± 0,11 (13)#

Контроль 48 1,42 ± 0,15 (9)

Бикукуллин 48 0,97 ± 0,05 (7)"

# - р < 0,05 по сравнению с 0 ч; * - р < 0,05 но сравнению с контролем в то же время. 8

В отличие от ГАМК-А рецепторов, возбуждение ГАМК-Б рецепторов ЦНС баклофеиом тормозило компенсаторное повышение уровня тестостерона в крови (табл. 4). В/ж введение аптагописта ГАМК-Б рецепторов саклофепа, паоборот, ускоряло его.

Таблица 4.

Влияние в/ж введения баклофепа (5 мкг) и саклофепа (15 мкг) на восстаповлепие уровня тестостерона в крови после гемикастрации.

Препарат Время после кастрации, ч Уровень тестостерона, нг/мл, (М ± гп)

Контроль 0 1,41 ±0,24 (12)

Контроль 24 0,77 ± 0,26 (13)#

Контроль 36 1,68 ± 0,31 (11)

Баклофен 36 0,71 ± 0,07 (8)*

Контроль 0 -

Контроль 12 0,20 + 0.10(3)

Контроль 36 0,47 ± 0,07 (3)

Саклофен 36 0,81 ± 0,13 (8)*

# - р < 0,05 по сравнению с 0 ч; * - р < 0,05 по сравнению с контролем в то же время.

Представленные результаты свидетельствуют, что ГАМК головного мозга реализует свой эффект в регуляции уровня тестостерона после гемикастрации через рецепторы: А-тип опосредует стимулирующее действие аминокислоты, тогда как через Б-тип реализуется ингибирукяцее влияние ГАМК на центральные механизмы отрицательной обратпой связи в системе гипоталамус-гииофиз-семешшки.

Между тем, в опытах и с в/б, и с в/ж введением препаратов показано, что увеличение концентрации ГАМК оказывает эффект одинаковый с эффектом активации ГАМК-А, по не ГАМК-Б рецепторов. Эти факты дают нам основание полагать роль А-типа рецепторов превалирующей по отношению к роли Б-типа в регуляции уровня тестостерона механизмом отрицательной обратной связи.

Таким образом, нами выявлено многокомпонентное участие ГАМК в контроле уровня тестостерона. Центральное и периферическое звенья ГАМКергаческой системы оргапизма оказьшают разнонаправленное влияние на компенсаторные механизмы, связанные с регуляцией эндокринпой функции семенников: периферическая ГАМК-ергнческая система, главным образом, их ингибирует; ГАМКерщческая система головного мозга, наоборот, оказывает преимущественно стимулирующий

эффект на регуляцию уровня тестостерона но механизму отрицательной обратной связи. Поскольку ГАМК считается одним из основных ингибирукшщх медиаторов ЦНС, последний результат был несколько неожиданным. Мы предположили, что стимулирующий эффект ГАМК -следствие торможения ею другой медиаторной системы, шпибирующей работу обратных связей половой системы.

3. Взаимодействие центральных ГАМКергической и серотонергической систем в регуляции уровня тестостерона

Потенциальным посредником влияния ГАМК на гормональный гомеостаз может быть серотонершческая система головного мозга, так как серотонин в пределах МБГ тормозит восстановление уровня тестостерона после гемакастрации [Иаитепко, БЫвЬкша, 1980; 5(е£ег е1 а!., 1990]. Чтобы проверить это предположение, мы проанализировали содержание и обмен этого биогенного амина в МБГ и среднем мозге.

Эксперименты показали, что в момент наибольшего падения уровня тестостерона - через 24 часа после операции, концентрации серотонина и ГИУК в МБГ достоверно уменьшались по сравнению с их уровнем у ложнооперированных крыс (0 часов) (табл. 5).

Таблица 5.

Влияние гемнкастрации на уровень тестостерона в крови и содержание серотонина и ГИУК в МБГ и среднем мозге.

Время после кастрации, ч Уровень тестостерона, нг/мп, (М ± ш) Уровень серотонина,мкг/г ткани, (М ±ш) Уровень ГИУК, мкг/г ткани, (М ±ш)

медиобазальный гипоталамус

0 0.35 ± 0,05 (6) 3,33 ± 0.34 (7) 3,25 ± 0,29(8)

24 0,19 ± 0,03 (7)* 2,47 ± 0,17 (5)* 1,23 ± 0,23(5)**

48 0,34 ± 0,05 (8) 2,78 ± 0,15 (5) 1,85 ± 0,23(8)**

средний мозг

0 — 0,74 ± 0,04 (5) 1,00 ± 0,12(5)

24 ... 0,78 ± 0,05 (4) 0.88 ± 0,04(4)

48 ... 0,87 ± 0,10 (5) 1,16 + 0,16(5)

* - р < 0,05, ** - р < 0,01 ао сравнению с 0 ч.

Интенсивность обмена серотонина (О = ГИУК/Серотонин) в 0 часов была па уровне 1, а через 24 часа у гемикастрированных крыс наблюдалось двукратное падение обмена (О = 0,48). 10

Физиологическое значение этого явления заключается, вероятно, в том, что для активации механизма обратных связей необходимо ослабление ипгибиругощего влияния на нейросекреториые клетки гипоталамуса со стороны серотонергических нейронов. К 48 часам, когда концентрация тестостерона достигает дооперациогагых значепий, уровень медиатора в МБГ и его обмен также постепенно нормализуются.

В средпем мозге изменений в уровне амина после гемикастрации не обнаружено. Это может свидетельствовать о специфическом включении серотошша именно МБГ в функционирование механизма отрицательной обратной связи, регулирующего уровень тестостерона.

Введепие фармакологических препаратов не влияло на содержание серотопнна и ГЙУК в среднем мозге, тогда как в МБГ происходили изменения (табл. 6).

Предшественник серотопнна ГТФ, введенный в момент минимальной концентрации тестостеропа повышал в течение суток содержание серотошша на 32%. Вероятно, именно это новышение концентрации серотошша в трнггерной зоне нейросекреции приводит к задержке компенсаторного ответа семенников (рис. 3).

Таблица 6.

Влияние ГТФ (100 мг/кг, в/б) и мусцимола (1,6 мкг в/ж) на концентрацию серотонина и ГИУК в МБГ и среднем мозге через 48 часов после гемикастрации.

Препарат Уровень серотошша, мкг/г ткани, (М ± т) Уровень ГИУК, мкг/г ткани, (М ± т)

Медиобазалъный гипоталамус

Контроль 2,78 ±0,15 (5) 1,85 ± 0,23 (8)

ГТФ 3,66 ±0,18 (5)** 1,87 ± 0,25 (5)

Муспимол 1,73 ± 0,14 (6)** 1,12 ±0,09 (5)*

ГГФ+Мусцимол 2,52 ± 0.30 (6) 1,64 ± 0,22 (6)

Средний мозг

Контроль 0,87 ± 0,10 (5) 1,16 ±0.16 (5)

ГТФ 0,85 ± 0,02 (5) 1,16 ±0,16 (5)

Мусщшол 0,75 ± 0.02 (5) 1,01 ±0,16 (6)

ГТФ+Мусдимол 0,89 ± 0,04 (5) 1,33 ± 0,08 (6)

* - р < 0,05, ** - р < 0,01 по сравнению с контролем.

Активация центральных ГАМК-А рецепторов мусцимолом сопровождалась значительным снижением концентрации серотонина и ГИУК в МБГ. Иншбирующее влияние мусцимола на синтез и обмен серотонина описан также в литературе [Цевойно, Ильючонок, 1993; Losada, Matilde, 1990]. Параллельно уменьшению содержания амина, введение мусцимола ускоряло стабилизацию гормонального уровня у гемакастрированных животных. Эта результаты дают основание для предположения, что причиной ускоренного восстановления тестостерона при действии ГАМК-А агониста, является снижение им активности серотонергических механизмов МБГ.

мусцнмол

Рис. 3. Влияние введения ГТФ (100 мг/кг, в/б) и мусцимола (1,6 мкг, в/ж) на компенсаторное восстановление уровня тестостерона в крови (%) после односторонней кастрации.

* - р < 0,05 по сравнению с контролем в это же время, # - р < 0,05 по сравнению с введением ГТФ.

При совместном использовании ГТФ и мусцимола содержание серотонина и ГИУК в МБГ не отличалось от контрольного уровня, а концентрация тестостерона становилась еще ниже, чем при введении одного ГТФ. Отсутствие стимулирующего эффекта мусцимола после его совместного введения с ГГФ может свидетельствовать о превалирующей роли серотонергических механизмов над ГАМК-ергическнмн в механизме отрицательной обратной связи, регулирующего эндокринную функцию семенников. Однако тот факт, что параллельное использование препаратов способно еще более задержать восстановление мужского полового гормона после гемикастрации, говорит о возможном внесеротоииновом пути влияния ГАМК через ГАМК-А рецепторы на механизм обратной связи. В этом случае ГАМК не ускоряет, а тормозит процесс компенсации. Это может быть иншбиция в пределах 12

МБГ или средшнюго возвышения пейросекреторных клеток [Jennes et al., 1983; Rodriguez-Lopez, 1993], или непрямое действие амшюкислоты за счет торможения активирующих пейросекрешдо катехаламтювых нейронов [Leranth et al., 1988; Hartman et al., 1990]. Ингабирующий эффект ГАМК, по-видимому, проявляется лишь в условиях, когда ГАМК не может снизить повышенную введением ГТФ активность серотонергаческнх нейронов.

Таким образом, ГАМКершческая и серотонергическая системы головного мозга взаимодействуют в регуляции уровня тестостерона механизмом отрицательной обратной связи.

Взаимодействие ГАМК^иадедтрШ-Ё

Возбуждение центральных ГАМК-Б рецепторов баклофеиом повышало в течение суток концентрацию серотошгаа в МБГ и пе влияло на его уровень в среднем мозге. Содержание ГИУК в обоих отделах мозга было сопоставимо с ее уровнем у контрольных животных (табл. 7). Увеличение уровня и секреции серотонипа в гипоталамусе при центральном введении баклофена описано также в литературе fFrancois-Bellan et al., 1987; Luine et al., 1991].

Таблица 7.

Влияние введения ПХФА (300 мг/кг, в/б) и баклофена (5 мкг, в/ж) па уровень серотопина и ГИУК в МБГ и среднем мозге через 48 часов после гемикастрации.

Препарат Уровень серотопина, мкг/г ткани, (М ± ш) Уровень ГИУК, мкг/г ткани, (М ± т)

Медиобазалъный гипоталамус

Контроль 2,64 ±0,16 (13) 1,85 ±0,17 (11)

ПХФА 1,91 ±0,12(11)** 1,44 ±0,27 (9)

Баклофен 3,12 ±0,12 (10)* 1,60 ± 0,13 (8)

ПХФА+Баклофен 2,98 ± 0,36 (4) 1.74 ± 0,40 (4)

Средний мозг

Контроль 1,20 ± 0,10 (10) 1,10 ± 0,09 (8)

ПХФА 0.30 ± 0,02 (9)*** 0,21 ± 0,04 (7)***

Баклофен 1.06 ± 0,06 (11) 0,91 ±0,07 (10) 0,38 ± 0,05 (4)***

ПХФА+Баклофен 0,43 ± 0,04 (4)***

* - р < 0,05, ** - р < 0,01, *** - р < 0,001 по сравнению с контролем.

Поскольку параллельно повышению уровня серотонииа, введенный в боковой желудочек мозга баклофен тормозил восстановление тестостерона

после гемшсастрации (рис. 4), можно предполагать, что именно активация баклофеном серотонершческих нейронов МБГ является основной причиной ингабирующего эффекта ГАМК-Б агониста на центральные механизмы регуляции содержания в крови мужского полового гормона.

Далее эффект баклофена анализировался в условиях сниженного метаболизма серотонина. Для этого использовали блокатор фермента синтеза амина - ПХФА. При его введении наиболее выраженные изменения наблюдались в среднем мозге, тем не менее, и в МБГ содержание серотонина уменьшалось на 27% - величину, достаточную для еще большей активации обратных связей после гемикастрацни. Как было показано ранее [№итепко, БЫзЬкта, 1978] и нами повторено, у крыс с введением ПХФА восстановление физиологически нормального уровня тестостерона происходит значительно быстрее.

баклофен

Рис. 4. Влияние введения ПХФА (300 мг/кг, в/б) и баклофена (5 мкг, в/ж) на компенсаторное восстановление уровня тестостерона в крови (%) после гемикастрацни.

* - р < 0,05 по сравнению с контролем в то же время, # - р < 0,05 по сравнению с введением ПХФА.

Казалось, что совместное применение разнонаправленно действующих на компенсаторный процесс препаратов должно нивелировать их эффекты. Однако, на фоне ПХФА дополнительное введение баклофена еще более увеличивало содержание тестостерона к 48 часам после гемикастрацни. Причину подобной сверхактивации эндокринной функции семенников невозможно объяснить влиянием баклофена на содержание биогенного амина. Концентрация серотонина и ГОУК в среднем мозге принципиально не изменялась по сравнению с введением одного ПХФА, а содержание серотонина в МБГ восстанавливалось до его значения у контрольных животных. 14

По-видимому, ГАМК и через Б-тин рецепторов споеобпа оказывать дополнительное, независимое от серотопипа, стимулирующее влияние на механизм отрицательной обратной связи пшоталамо-пшофизарно-семепииковой системы. Так, возбуждение пресинаптических ГАМК-Б ауторецепторов в пределах пейросекретирующих зон мозга способно усилить выделение гопадолиберина в портальный кровоток [НогуаШ е1 а1., 1992; МЛяияЫта е! а!., 1994]. Вместе с тем, активирующее действие ГАМК, вероятно, не играет существенной роли в функционировании обратных связей половой системы, поскольку проявляется лишь в условиях искусственно сниженного уровня серотонина.

Таким образом, полученные результаты по взаимодействию двух медиаторных систем головного мозга свидетельствуют, что основным путем влияния ГАМК в регуляции уровня тестостеропа в крови механизмом отрицательной обратной связи является модуляция ею серотонергических механизмов МБГ.

ВЫВОДЫ

1. ГАМК влияет па мехапнзм отрицательной обратной связи системы гипоталамус-гипофиз-семешшки. Общее увеличение содержания ГАМК в организме задерживает, а ее снижение - активирует компенсаторное восстановление уровня тестостерона после гемикастрации.

2. Центральное и периферическое звенья ГАМКершческой системы оказывают разнонаправленное действие в регуляции уровня тестостерона в крови по тепу отрицательной обратной связи. Увеличение содержания ГАМК только в ЦНС вызывает ускорение компенсаторного повышепня уровня мужского полового гормона в крови гемикастрированиых крыс.

3. ГАМК реализует свое влияние через рецепторы. Стимуляция центральных ГАМК-А рецепторов мусшшолом приводит к более быстрому восстановлению физиологически нормального уровня тестостерона. Периферическое введение агониста ГАМК-А рецепторов сопровождается торможением механизма отрицательной обратной связи, регулирующего эндокршшую функцию семенников.

4. Активация ГАМК-Б рецепторов головного мозга баклофеном ингибирует компенсаторные механизмы восстановления уровня тестостерона после гемикастрации. Возбуждение ГАМК-Б рецепторов периферическим введением препарата стимулирует их.

5. Гемвкастрация изменяет метаболизм серотонергаческой системы головного мозга. В момент максимального падения уровня тестостерона в крови после операции содержание серотонина и ГИУК, а также обмен серотоннна в медиобазальном гипоталамусе достоверно снижаются.

6. Содержание серотонина и ГИУК в среднем мозге как после одной гемикастрации, так и после центрального введения на фоне односторонней кастрации агонистов ГАМК-реценторов не изменяется.

7. Серотонергические механизмы МБГ находятся под модулирующим влиянием ГАМК в течение компенсаторного периода после гемикастрации. Активация центральных ГАМК-А рецепторов в момент минимального содержания тестостерона в крови снижает в течение суток концентрацию серотонина и ГИУК в медиобазальном гипоталамусе и параллельно вызывает ускорение компенсаторного повышения уровня тестостерона.

8. Стимуляция ГАМК-Б рецепторов ЦНС в момент минимального содержания тестостерона в крови после гемикастрации увеличивает в течение суток концентрацию серотонина в медиобазальном гипоталамусе и сопровождается задержкой компенсаторного восстановления уровня полового гормона.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Науменко Е.В., Жукова (Амикипшева) A.B., Серова Л.И. Участие гамма-аминомасляной кислоты в механизме обратной отрицательной связи пшоаталамо-пшофюарно-ссмешнкового комплекса // Пробл. эндокринол. -1995. - Том 41. - N.2. - С. 30-32.

2. Науменко Е.В., Амикихвиева A.B., Серова Л.И. Роль ГАМК-А и ГАМК-Б рецепторов головного мозга в механизме обратной отрицательной связи хипоталамо-пшофизарно-семешшкового комплекса // Пробл. эндокринол. -1995. - Том 43. - N.4. - С. 36-38.

3. Amikishieva A.V., Serova L.I., Naumenko Е.У. GABA in control of

testosterone level during emotional stress and after hemicastration // Abstracts 26th Congress International Society of Psychoneuroendocrinology. - Germany. -1995. - P.35.

4. Амшшшиева A.B., Серова JI. И., Наумепко Е.В. Влияние изменепия концентрации гамма-аминомасляной кислоты в организме ца регуляцию уровня тестостерона механизмом отрицательной обратной связи // Физиол. жури. им. Сеченова. - 1996. - Том 82. - N. 4. - С. 54-59.

Наумепко Е.В.

5. Амикипшева A.B., Козлова О.Н., Серова Л.И., Взаимодействие ГАМК-А рецепторов с серотопинергической системой головного мозга в регуляции уровня тестостерона механизмом отрцателъпой обратной связи // Физиол. журнал им. Сеченова. - 1996. - Том 82. - N. 1011. - С. 84-90.

6. Амикипшева A.B., Серова Л.И., Наумешсо Е.В. Взаимодействие

центральных ГАМК-Б рецепторов с серотопинергической системой головного мозга в регуляции шпоталамо-гапофизарпо-семенникового комплекса механизмом отрицательной обратной связи И Физиол. журнал им. Сеченова. - 1998.

Всего по теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.